電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置、方法及使用該裝置的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置、方法及使用該裝置的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013 年 10 月 10 日遞交的名為 “Motor Protect1n Device, MotorProtect1n Method, and Motor Control System using the Same” 的韓國(guó)專利申請(qǐng)N0.10-2013-0120763的權(quán)益，其整體內(nèi)容通過(guò)引用合并至本專利申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置、電動(dòng)機(jī)保護(hù)方法及使用該裝置的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)以使得其接收家用交流電，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以及將直流電轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定的電壓值的交流電，以用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
[0005]這種電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的變換器、用于以交流形式切換直流電壓的逆變器、以及電動(dòng)機(jī)。
[0006]在電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，直流輸入端的過(guò)電流由檢測(cè)電路通過(guò)檢測(cè)電阻來(lái)檢測(cè)，并被傳輸給控制單元。施加給電動(dòng)機(jī)的交流電的過(guò)電流以模擬信號(hào)形式被電流傳感器檢測(cè)，并通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后作為數(shù)據(jù)值由控制單元讀取，并以軟件方式進(jìn)行處理。
[0007]所述逆變器包括多個(gè)功率半導(dǎo)體裝置，且來(lái)自由控制單元所控制的柵極驅(qū)動(dòng)/切斷電路的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加至功率半導(dǎo)體裝置的柵極。
[0008]引入至電動(dòng)機(jī)的過(guò)電流是損壞電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的原因之一。
[0009]如上所述，現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置使用電流傳感器感測(cè)引入電動(dòng)機(jī)的電流，并在感測(cè)的過(guò)電流值超過(guò)給定過(guò)電流值時(shí)，停止電動(dòng)機(jī)或者中斷電力。
[0010]在存在異常電流峰值時(shí)使用電流傳感器來(lái)停止輸出，是防止電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)被損壞的最為有效的方法。
[0011]但是，因?yàn)殡娏鱾鞲衅鲀r(jià)格昂貴，使電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的價(jià)格增加，因而在實(shí)踐中無(wú)法廣泛使用。
[0012]因此，采用熔斷器來(lái)代替使用電流傳感器來(lái)中斷電流。但是，熔斷器的反應(yīng)較慢，使得在熔斷器作用之前，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可能會(huì)被過(guò)電流損壞。
[0013][現(xiàn)有技術(shù)文件]
[0014][專利文件]
[0015](專利文件I)韓國(guó)專利公開(kāi)出版號(hào)N0.2008-0104869

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明致力于提供一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置和方法，以感測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化并判定存在異常，從而在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快速變化時(shí)，停止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。
[0017]另一方面，本發(fā)明還致力于提供一種使用所述電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，包括:轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元，其用于感測(cè)并輸出安裝在電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號(hào)的脈寬；異常判定單元，其用于在來(lái)自所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出脈沖信號(hào)的脈寬增加超出預(yù)定值時(shí)，輸出異常-發(fā)生信號(hào)；以及，停止單元，其用于在所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號(hào)時(shí)，停止電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0019]所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元可以包括:邊沿檢測(cè)器，其用于在從旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號(hào)的上升沿和下降沿被生成時(shí)，輸出生成信號(hào)；定時(shí)器，其用于輸出具有預(yù)定脈寬的時(shí)鐘信號(hào)；以及，脈寬傳感器，其用于通過(guò)基于所述定時(shí)器輸出的時(shí)鐘信號(hào)測(cè)量從所述邊沿檢測(cè)器輸出的上升沿和下降沿之間的時(shí)間差異，來(lái)計(jì)算并輸出脈寬。
[0020]所述邊沿檢測(cè)器可以包括:上升沿檢測(cè)器，其用于通過(guò)檢測(cè)從所述旋轉(zhuǎn)傳感器輸入的脈沖信號(hào)的上升沿，在上升沿生成時(shí)，輸出生成信號(hào)；以及，下降沿檢測(cè)器，其用于通過(guò)檢測(cè)從所述旋轉(zhuǎn)傳感器輸入的脈沖信號(hào)的下降沿，在下降沿生成時(shí)，輸出生成信號(hào)。
[0021]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出的電流脈沖信號(hào)的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的脈寬一預(yù)定值或更多，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號(hào)。
[0022]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出的脈沖信號(hào)的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的脈寬一預(yù)定值或更多，且脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的平均脈寬一預(yù)定值或更多的脈沖信號(hào)的數(shù)量等于或大于預(yù)定數(shù)量，則所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號(hào)。
[0023]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出的電流脈沖信號(hào)的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的脈寬一預(yù)定值或更多，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號(hào)。
[0024]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出的電流脈沖信號(hào)的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的脈寬一預(yù)定值或更多，且脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的脈寬一預(yù)定值或更多的脈沖信號(hào)的數(shù)量等于或大于預(yù)定數(shù)量，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號(hào)。
[0025]若所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號(hào)，則所述停止單元可以停止電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的逆變器的運(yùn)行。
[0026]當(dāng)所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號(hào)時(shí)，所述停止單元可以通過(guò)向功率半導(dǎo)體裝置提供關(guān)斷信號(hào)來(lái)停止電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的逆變器的運(yùn)行。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括:變換器，其用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并輸出直流電；逆變器，其用于通過(guò)以交流電形式切換從所述變換器輸出的直流電來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；旋轉(zhuǎn)傳感器，其安裝在電動(dòng)機(jī)內(nèi)，用于生成和輸出對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)；以及，電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，其用于感測(cè)從所述旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號(hào)的脈寬，并在脈寬增加超出預(yù)定值時(shí)，停止所述逆變器的運(yùn)行。
[0028]所述電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置可以包括:轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元，其用于感測(cè)并輸出從安裝在電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號(hào)的脈寬；異常判定單元，其用于在從所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出的脈寬增加超出預(yù)定值時(shí)，輸出異常-發(fā)生信號(hào)；以及，停止單元，其用于在從所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號(hào)時(shí)，停止電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0029]所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元可以包括:邊沿檢測(cè)器，其用于在從旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號(hào)的上升沿和下降沿生成時(shí)，輸出生成信號(hào)；定時(shí)器，其用于輸出具有預(yù)定脈寬的時(shí)鐘信號(hào)；以及，脈寬傳感器，其用于通過(guò)基于所述定時(shí)器測(cè)量從所述邊沿檢測(cè)器輸出的時(shí)鐘信號(hào)輸出上升沿和下降沿之間的時(shí)間差異，來(lái)計(jì)算并輸出脈寬。
[0030]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出的電流脈沖信號(hào)的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的脈寬一預(yù)定值或更多，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號(hào)。
[0031]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出的電流脈沖信號(hào)的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的脈寬一預(yù)定值或更多，且脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號(hào)的脈寬一預(yù)定值或更高的脈沖信號(hào)的數(shù)量等于或大于預(yù)定數(shù)量，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號(hào)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)方法，包括:(a)通過(guò)轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元感測(cè)并輸出從安裝在電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號(hào)的脈寬；(b)如果從所述轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元輸出的脈沖信號(hào)的脈寬增加超出預(yù)定值，則通過(guò)異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號(hào)；以及(C)如果從所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號(hào)，則通過(guò)停止單元停止電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0033]所述(a)感測(cè)并輸出可以包括:(a-Ι)在從旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號(hào)的上升沿和下降沿生成時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元的邊沿檢測(cè)器輸出生成信號(hào)；以及(a_2)由轉(zhuǎn)速變化感測(cè)單元的脈寬檢測(cè)器通過(guò)基于所述定時(shí)器輸出的時(shí)鐘信號(hào)測(cè)量從所述邊沿檢測(cè)器輸出的上升沿